随着目前化工行业的高速发展,安全问题的重要性越来越突出。应力腐蚀便是一种较常出现的安全问题,其中又以应力腐蚀开裂较为重要。所谓应力腐蚀开裂,是指材料或者零件在应力与腐蚀环境的同时作用下引起的开裂。如果应力与腐蚀环境只有一个方面起到作用,那么应力腐蚀开裂便不容易发生,但当两者一同发生作用的时候,却会很快发生应力腐蚀开裂,由于发生应力腐蚀时,应力与介质的腐蚀性都比较弱,因而应力腐蚀经常容易被忽视,从而导致这类情况的经常发生。
应力腐蚀开裂的特点:
1.通常造成应力腐蚀破坏的为静应力,一般是远低于材料的屈服强度的拉伸应力。
2.应力腐蚀造成的结果并没有明显的塑性变形,而是脆性断裂。
3.一般应力腐蚀发生的主要原因是由于特定的合金成分与特定的介质相组合造成的。
4.应力腐蚀的裂纹扩展是渐进缓慢的,并且具有某一临界值,在临界值前应力腐蚀的裂纹是缓慢延展的,但一旦达到这一临界值,便会突然发生断裂。
5.应力腐蚀的裂纹一般发生在表面腐蚀坑,而且裂纹的传播途径也常垂直于拉力轴。
6.应力腐蚀造成的断裂一般颜色呈灰暗的,并且表面常带有腐蚀物。
7.应力腐蚀造成的裂纹,尤其是主裂纹在扩展时常会产生分叉。
8.应力腐蚀开裂可能是穿晶断裂,也可能是晶间断裂。
防止应力腐蚀开裂的措施
材料:
合理选择材料。针对零件所受的应力和使用条件选用耐应力腐蚀的材料,这是一个基本原则。如铜对氨的应力腐蚀敏感性很高,因此,接触氨的零件应避免使用铜合金;又如在高浓度氯化物介质中,一般可选用不含镍、铜或仅含微量镍、铜的低碳高铬铁素体不锈钢,或含硅较高的铬镍不锈钢,也可选用镍基和铁一镍基耐蚀合金。
应力:
减少或消除零件中的残余拉应力。残余拉应力是产生应力腐蚀的重要条件。为此,设计上应尽量减小零件上的应力集中。从工艺上说,加热和冷却要均匀,必要时采用退火工艺以消除内应力。或者采用喷丸或表面热处理,使零件表层产生一定的残余压应力对防止应力腐蚀也是有效的。
介质:
改善介质条件。一方面设法减少或消除促进应力腐蚀开裂的有害化学离子;另一方面,也可以在腐蚀介质中添加缓蚀剂。
电化学保护:
由于金属在介质中只有在一定的电极电位范围内才会产生应力腐蚀,因此采用外加电位的方法,使金属在介质中的电位远离应力腐蚀敏感电位区域,这也是防止应力腐蚀的一种措施,一般采用阴极保护法。不过,对高强度钢和其他氢脆敏感的材料,不能采用这种保护方法。有时采用牺牲阳极法进行电化学保护也是很有效。